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2012—2018年忻州市生长季NDVI时空变化及影响因素分析.pdf
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1、8月郑维龙(山西工程职业学院,山西 太原 030001)20122018 年忻州市生长季 NDVI 时空变化及影响因素分析摘要:基于中分辨率遥感数据 MODIS-NDVI 数据集及同期温度和降水数据,采用皮尔逊相关系数法、趋势变化法研究忻州市20122018年(59月)生长季的 NDVI 与气象因子的相关性,及植被覆盖变化趋势。结果表明:1)忻州市西部植被与降水相关性较高,草地受降水影响较大,耕地、林地次之;2)忻州市植被与温度呈较高相关性的区域主要集中在宁武县、五台县,林地受温度影响较大;3)在研究期间忻州市整体的植被覆盖呈增长趋势,城市化建设是忻州市部分区域植被退化的主要因素。关键词:遥感
2、;MODIS;NDVI;气象因子;植被覆盖中图分类号:TP79文献标识码:A文章编号:2095-7319(2023)04-0009-04Analysis of spatial and temporal variations of NDVIin the growing season during 2012-2018 in XinzhouZHENG Weilong(Shanxi Engineering Vocational College,Taiyuan 030001,China)Abstract:Based on the MODIS-NDVI dataset of medium-resoluti
3、on remote sensing data and temperature and precipitation data ofthe same period,the correlation between NDVI and meteorological factors during the growing season of May-September from 2012to 2018 in Xinzhou City,as well as the trend of vegetation cover were investigated by using both Pearsons correl
4、ation coefficientmethod and the trend change method.The results showed that:1)The correlation between vegetation and precipitation was higher inthe west of Xinzhou City,and grassland was more affected by precipitation,followed by cropland and woodland.2)The areas withhigh correlation between vegetat
5、ion and temperature in Xinzhou City were mainly concentrated in Ningwu and Wutai counties,andwoodland was more affected by temperature.3)The overall vegetation cover in Xinzhou City showed an increasing trend during thestudy period and urbanization was the main factor for vegetation degradation in t
6、he same areas of Xinzhou City.Key words:remote sensing;MODIS;NDVl;meteorological factors;vegetation cover收稿日期:20230508基金项目:山西工程职业学院院级科研类课题(NO.KY2022-32)作者简介:郑维龙(1988)男,山西原平人,硕士研究生,助教,主要从事资源环境遥感应用研究工作。E-mail:0引言植被是连接土壤、大气和水分等自然要素的纽带,具有明显的时空变化特征,是一个区域生态变化的阴晴表。通过构建长时序的植被覆盖变化监测,对于了解一个区域的植被生长状况和生态环境变化,具有
7、重要意义1。遥感监测技术因其监测范围广、受约束条件小等特点,在植被变化监测中得到广泛应用。归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI),由于其对植被监测具有较高的灵敏度,被认为是监测植被生长状况的最佳指示因子,广泛应用于植被覆盖变化监测、生物生产量评估、生态环境变化监测等研究领域2-3。忻州市作为山西省北部生态安全保护屏障、“太忻一体化”发展战略的重要组成部分,研究该区域植被覆盖时空变化具有重要战略意义。以忻州市为研究区域,利用 NDVI 和气象因子之间的关系重构20122018年忻州市生长季植被覆盖时空分布格局,探明忻州市植被覆盖时
8、空变化规律,为推进山郑维龙:20122018 年忻州市生长季 NDVI 时空变化及影响因素分析9经纬天地Survey World2023年第4期No.42023西省“两山四河一流域”生态修复治理、建设“太忻一体化经济区”提供参考依据。1数据源与预处理1.1研究区忻州市位于山西省中北部,地理环境复杂,属于温带大陆性气候,冬无严寒,夏无酷暑,四季分明。1.2数据源与预处理本次研究选用美国国家航天局(NASA)提供的MODIS中分辨率遥感数据MOD09A1地表反射率产品,其空间分辨率为 500 m,时间分辨率为 8 d。实验中,选取覆盖忻州市1个轨道(h26v05)的20122018生长季(59月)
9、MOD09A1数据集,在MRT软件中将数据进行投影转换、掩膜等一系列预处理。在ArcGIS软件中通过波段运算并利用最大值合成法4得到每个月的月最大NDVI时间序列影像数据集。利用中国气象科学数据共享服务网(http:/ NDVI一致。2研究方法2.1相关系数法自然界中许多变量之间存在着一定的联系,它们之间既不是确定的函数关系,也不是完全没有关系,皮尔逊相关系数法可以定量研究两个变量之间的关系5。借助于皮尔逊相关系数法可以探测忻州市NDVI与降水(或温度)之间的相关系数,从而可以确定它们之间的相关性,具体计算式如式(1)所示:式中:Rxy为二者的相关系数;xi为每月的降水总量(或月均温),x 为
10、研究期内降水总量(或温度)的平均值;yi为每月的月最大 NDVI,y 为研究期内 NDVI的平均值;i为研究期,本次选取i=17;n为研究年份,本次选取n=7。若相关系数Rxy的绝对值越接近于1,说明二者的相关性越高;如果Rxy 0,表明二者呈正相关,反之则呈负相关。2.2趋势分析法为了监测忻州市长时间序列的植被覆盖变化特征,对忻州市20122018年生长季与时间进行回归分析,得到一元线性回归方程。通过计算回归方程斜率 k,进而得出在研究期同一像元的NDVIMAX变化趋势。当k0时,表示植被在研究期内呈退化趋势,k0表示呈改善趋势5,具体计算式如式(2)所示:式中:i为研究期,本次选取i=17
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